退浆废水的多级膜浓缩及其与染色废水的联合处理

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1、学校代码:10255学号:2161435硕士学位论文DONGHUAUNIVERSITYMASTER’SDISSERTATION退浆废水的多级膜浓缩及其与染色废水的联合处理MULTI-STAGEMEMBRANECONCENTRATIONOFDESIZINGWASTEWATERANDITSCO-TREATMENTWITHDYEINGWASTEWATER学科专业:环境工程作者姓名：陈洪腾指导老师：李方完成日期：2018年4月10日东华大学学位论文原创性声明本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容

2、外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日东华大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权东华大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本版权书。本学位论文属于不保密□。学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日东华大学硕

3、士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位李方教授答辩委员会主席东华大学吴德礼副教授答辩委员会委员同济大学张海春高级工程师答辩委员会委员上海市环境监测中心马春燕讲师答辩委员会秘书东华大学摘要退浆废水的多级膜浓缩及其与染色废水的联合处理摘要退浆废水有机物含量高、碱性强、可生化性低，是一种典型的难降解的有机废水，如何将退浆废水进行有效地处理并最终资源化利用是目前研究的热点和难点。本文以较难处理的聚乙烯醇（Polyvinylalcohol,PVA）退浆废水为研究对象，采用膜蒸馏-超滤的组合工艺对退浆废水进行多级膜浓缩，利用PVA易与活性染料发生共价结合的特点对退浆废水及染色废水进行联合处理

4、，在PVA与活性染料共聚沉的基础上，借助聚合硅酸铝锌在碱性条件下的絮凝作用，实现退浆废水中PVA及染色废水中色度的高效脱除，具体内容如下：首先，本研究以配制的聚乙烯醇退浆废水为研究对象，采用膜蒸馏-超滤二级膜浓缩工艺对退浆废水进行二级膜浓缩，探索了膜蒸馏与超滤浓缩工艺对退浆废水的截留效果及聚乙烯醇的浓缩效率。工况优化后的膜蒸馏-超滤的组合工艺对退浆废水的CODCr去除率可达95%以上，且使初始浓度为1.0%的PVA浓缩至7.0%以上，便于进一步实现浆料的资源化利用。在此基础上，根据超滤过程中膜通量的衰减变化，进行了堵塞模型的拟合以获得超滤浓缩中的膜堵塞机理，通过SEM和接触角等表征手段考察

5、了膜污染情况。其次，本研究利用PVA易与活性染料共价结合的特点，将PVA退浆废水与染色废水进行联合处理，以达到“以废治废”的目的。FT-IR、XPS、XRD等表征结摘要果证明，PVA结构中的羟基基团在碱性条件下能够与活性染料结构中的均三嗪或乙烯砜基团发生共价结合，从而实现PVA及活性染料的共聚沉。研究表明，PVA与活性黑5间的摩尔比、pH值、离子强度及反应温度是影响共聚沉的主要因素。研究结果表明，PVA与RB5摩尔比为400:1，加热温度为60℃，加热时间为15min，pH为10，硫酸钠加入量为40g/L时，共聚沉效果最佳，色度、COD及PVA浓度的去除率分别可达62.7%、71.1%、8

6、2.6%。此外，为了进一步去除PVA与活性染料共聚沉后残留的色度、PVA及COD，本研究选用了新型絮凝剂聚合硅酸铝锌（PSAZ）作为混凝剂，对共聚沉后的废水进一步处理。研究结果表明，聚合硅酸铝锌在碱性条件下溶解度较高，较铁盐、铝盐等常规混凝剂能更好中和活性染料使其脱稳形成絮状沉淀。同时，废水中残留的PVA作为高分子物质具有较好的助凝作用，能有效促进聚合硅酸铝锌对活性染料的混凝且有效沉降。室温下，当pH值为11，聚合硅酸铝锌投加量为3g/L时，PVA与活性黑5混合废液的色度去除率超过99%，同时COD与PVA浓度也可以进一步达到80%以上。综上，膜蒸馏-超滤组合工艺能够有效将浓度较低的退浆废

7、水浓缩至较高浓度，方便进一步地资源化利用；利用PVA与活性染料间的共价结合作用，可以使得PVA及色度通过PVA与染料共聚沉的形式得以有效去除，达到“以废治废”的目的；同时，聚合硅酸铝锌适用于碱性条件下的染料混凝去色，混合废液中残留的高分子PVA能够起到助凝的作用，使得废液共聚沉后残留的色度及PVA进一步去摘要除。这些方法的提出及机理研究有望为PVA退浆废水与染色废水的高效处理提供新的思路。关键词：退浆废水；聚乙烯醇；超滤